JP2003197891A - Solid-state image pickup element and manufacturing method therefor - Google Patents

Solid-state image pickup element and manufacturing method therefor

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JP2003197891A
JP2003197891A JP2001392439A JP2001392439A JP2003197891A JP 2003197891 A JP2003197891 A JP 2003197891A JP 2001392439 A JP2001392439 A JP 2001392439A JP 2001392439 A JP2001392439 A JP 2001392439A JP 2003197891 A JP2003197891 A JP 2003197891A
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JP
Japan
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layer
charge
charge transfer
photoelectric conversion
forming
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JP2001392439A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Karasawa
信浩 唐澤
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a solid-state image pickup elements, which makes field strength in the horizontal direction of a semiconductor substrate to be large and that of a depth direction to be small so that a high light sensitivity is obtained. <P>SOLUTION: Arsenic ions are injected on a P<SP>-</SP>-type charge discharge control layer 13 and the arsenic ions are thermally diffused by heating. The conditions of ion injection and annealing are suitably selected so that a moderate impurity profile in the depth direction in the semiconductor substrate 11 is formed. Then, an N-type charge accumulation layer 14 constituting a part of the deep part of the photoelectric conversion part 10A is formed. Then, a P-type charge transfer lower layer 15, an N-type charge transfer layer 16 and a P-type pixel separation layer 17 are sequentially formed. A charge transfer electrode 18 is formed on the N-type charge transfer layer 16. Heating is necessary at that time but the condition is suitably selected when forming the N-type charge accumulation layer 14, so that impurity diffusion equally occurs in the horizontal direction and the depth direction of the semiconductor substrate 11. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラやデ
ジタルカメラに用いられるCCD(Charge Coupled Dev
ice)などの固体撮像素子およびその製造方法に係り、特
に、半導体基板内の不純物プロファイルの形成において
改良を加えた固体撮像素子およびその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CCD (Charge Coupled Dev) used in video cameras and digital cameras.
The present invention relates to a solid-state image sensor such as ice) and a method for manufacturing the same, and particularly to a solid-state image sensor improved in formation of an impurity profile in a semiconductor substrate and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、CCD撮像素子の製造におい
て、半導体基板内における不純物プロファイルは、半導
体基板表面の所定の領域に、必要な場合はマスクを形成
した後、イオン注入法によって不純物イオンを注入し、
その後、加熱してこの不純物イオンを拡散させることに
より所定の不純物領域を形成する。そして、この工程を
イオン注入条件および加熱条件を変更しつつ繰り返し行
うことによって所望の不純物プロファイルを得るもので
ある。
2. Description of the Related Art Generally, in the manufacture of CCD image pickup devices, the impurity profile in a semiconductor substrate is determined by implanting impurity ions by ion implantation after a mask is formed in a predetermined region of the semiconductor substrate surface, if necessary. ,
Then, by heating to diffuse the impurity ions, a predetermined impurity region is formed. Then, a desired impurity profile is obtained by repeating this process while changing the ion implantation condition and the heating condition.

【0003】従来、この種のCCD撮像素子の製造方法
は、例えば特開平6−53472号公報に開示されてい
る。以下、この方法について簡単に説明する。まず、図
8(A)に示したように、ゲート絶縁膜112が形成さ
れたN型のシリコン基板111に、イオン注入法等によ
り、P- 型電荷排出制御層113、P型電荷転送部下層
115、N型電荷転送層116およびP型画素分離層1
17を順次形成する。次に、多結晶シリコン膜等を形成
した後、この多結晶シリコン膜上に所定のパターンを有
するフォトレジスト膜を形成し、このフォトレジスト膜
をマスクとして、多結晶シリコン膜にエッチングを施す
ことにより電荷転送電極118を形成する。このとき、
多結晶シリコン膜に導電性を持たせるために不純物を導
入する必要があるが、この場合、高温の加熱工程を経る
必要がある。また、電荷転送電極118を積層構造とす
る場合にも、酸化膜を形成したりする等、高温の加熱工
程を経る必要がある。次に、電荷転送電極118をマス
クとして、イオン注入法等によりN型のシリコン基板1
11の表面にN型電荷蓄積層119、P+ 型表面層12
0を形成する。
Conventionally, a method of manufacturing this type of CCD image pickup device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-53472. Hereinafter, this method will be briefly described. First, as shown in FIG. 8A, a P type charge discharge control layer 113 and a P type charge transfer layer lower layer are formed on an N type silicon substrate 111 on which a gate insulating film 112 is formed by an ion implantation method or the like. 115, N-type charge transfer layer 116 and P-type pixel separation layer 1
17 are sequentially formed. Next, after forming a polycrystalline silicon film or the like, a photoresist film having a predetermined pattern is formed on the polycrystalline silicon film, and the polycrystalline silicon film is etched using the photoresist film as a mask. The charge transfer electrode 118 is formed. At this time,
Impurities need to be introduced to make the polycrystalline silicon film conductive, but in this case, a high temperature heating step is required. Also, when the charge transfer electrode 118 has a laminated structure, it is necessary to go through a high temperature heating step such as forming an oxide film. Next, using the charge transfer electrode 118 as a mask, an N-type silicon substrate 1 is formed by an ion implantation method or the like.
N-type charge storage layer 119 and P + -type surface layer 12 on the surface of 11
Form 0.

【0004】続いて、図示しないが、ゲート絶縁膜11
2の上に、電荷転送電極118を覆うようにして、絶縁
膜、遮光膜、絶縁膜、カラーフィルタ層、保護膜および
集光レンズを順次形成する。以上のようにして、光電変
換部110A、電荷転送部110Bおよび読出しゲート
部110Cにより構成されるCCD撮像素子が完成す
る。
Subsequently, although not shown, the gate insulating film 11 is formed.
An insulating film, a light-shielding film, an insulating film, a color filter layer, a protective film, and a condenser lens are sequentially formed on 2 so as to cover the charge transfer electrode 118. As described above, the CCD image pickup device including the photoelectric conversion unit 110A, the charge transfer unit 110B, and the read gate unit 110C is completed.

【0005】このようなCCD撮像素子では、光電変換
部110Aで発生した信号電荷は、読出しゲート部11
0Cによって電荷転送部110Bの垂直転送部に読み出
され、垂直転送部を通って水平転送部に送られる。
In such a CCD image pickup device, the signal charge generated in the photoelectric conversion section 110A is read out by the read gate section 11
The data is read out to the vertical transfer unit of the charge transfer unit 110B by 0C and sent to the horizontal transfer unit through the vertical transfer unit.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のCCD撮像素子の製造方法では、上述のように、
電荷転送電極118を形成する際に高温の加熱工程を経
る必要がある。そのため、この電荷転送電極118に加
えられる熱によって、光電変換部110A以外の不純物
プロファイルは、水平方向には拡散が大きすぎ、深さ方
向には拡散が不十分となってしまう。図8(B)および
図9(B)は、その不純物プロファイル、また、図9
(A)および(C)はそのポテンシャルプロファイルを
示したものである。図8(B)および図9(B)のよう
な不純物プロファイルでは、図9(C)に示したよう
に、水平方向において電界強度が小さくなり、P型画素
分離層117やN型電荷転送層116の影響が大きくな
って、図9(A)に示したように、光電変換部110A
の深さ方向のポテンシャルが二次元あるいは三次元の変
調を受けて一様ではなくなってしまう。しかも、P-
電荷排出制御層113のポテンシャルプロファイルが一
様でなくなり、シリコン基板111の浅部側に移動した
ものとなってしまうという問題があった。特に、画素サ
イズが小さい場合には、水平方向と深さ方向の距離の比
が同程度あるいは深さ方向の距離が大きくなるため、こ
れらの問題はより顕在化するという問題があった。
By the way, in such a conventional method of manufacturing a CCD image pickup device, as described above,
When forming the charge transfer electrode 118, it is necessary to go through a high temperature heating process. Therefore, due to the heat applied to the charge transfer electrode 118, diffusion of the impurity profiles other than the photoelectric conversion unit 110A is too large in the horizontal direction and insufficient in the depth direction. 8 (B) and 9 (B) show the impurity profile and FIG.
(A) and (C) show the potential profile. With the impurity profiles shown in FIGS. 8B and 9B, as shown in FIG. 9C, the electric field strength decreases in the horizontal direction, and the P-type pixel separation layer 117 and the N-type charge transfer layer are formed. The influence of 116 increases, and as shown in FIG.
The depth potential of is not uniform due to two-dimensional or three-dimensional modulation. Moreover, there is a problem that the potential profile of the P type charge discharge control layer 113 becomes non-uniform and the P type charge discharge control layer 113 moves to the shallow side of the silicon substrate 111. In particular, when the pixel size is small, there is a problem that these problems become more apparent because the ratio of the distance in the horizontal direction and the distance in the depth direction are approximately the same or the distance in the depth direction becomes large.

【0007】このようにシリコン基板111の深さ方向
のポテンシャルプロファイルが二次元あるいは三次元の
変調を受け、P- 型電荷排出制御層113のポテンシャ
ルプロファイルが一様でなくシリコン基板111の浅部
側に移動したものとなった場合、シリコン基板111の
深部で光電変換が行われたとしても、発生した電荷は光
電変換部110Aに蓄えられることなく、シリコン基板
111の裏面側へ排出されてしまって光感度が低下して
しまうことになる。また、シリコン基板111の深さ方
向のポテンシャルプロファイルの二次元あるいは三次元
の変調によって、P- 型電荷排出制御層113のシリコ
ン基板111の電位に対する追従性が低下し、P- 型電
荷排出制御層113の電位を制御することが困難となっ
てしまう。なお、光電変換部110Aのイオン打ち込み
を多重で行うことにより擬似的に深さ方向になだらかな
不純物プロファイルを形成することも可能であるが、こ
の方法では、作製工程数の増大を招くこととなり、実現
は困難である。
As described above, the potential profile of the silicon substrate 111 in the depth direction is two-dimensionally or three-dimensionally modulated, and the potential profile of the P type charge discharge control layer 113 is not uniform, so that the shallow side of the silicon substrate 111. In the case where the photoelectric conversion is performed in the deep portion of the silicon substrate 111, the generated charge is discharged to the back surface side of the silicon substrate 111 without being stored in the photoelectric conversion portion 110A. The light sensitivity will be reduced. Further, due to the two-dimensional or three-dimensional modulation of the potential profile of the silicon substrate 111 in the depth direction, the followability of the P -type charge discharge control layer 113 with respect to the potential of the silicon substrate 111 is lowered, and the P -type charge discharge control layer is reduced. It becomes difficult to control the potential of 113. Although it is possible to form a pseudo impurity profile in the depth direction by performing multiple ion implantations in the photoelectric conversion unit 110A, this method leads to an increase in the number of manufacturing steps. Realization is difficult.

【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、半導体基板の水平方向の電界強度を
大きく、深さ方向の電界強度を小さくして、高光感度化
を図ることが可能となる固体撮像素子およびその製造方
法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to increase the electric field strength in the horizontal direction of the semiconductor substrate and decrease the electric field strength in the depth direction to achieve high photosensitivity. An object of the present invention is to provide a solid-state image sensor and a method for manufacturing the same that can be realized.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像素
子の製造方法は、深部への電荷流出を制御する電荷排出
制御層が形成された半導体基板と、この半導体基板で前
記電荷排出制御層の上方に形成された光電変換部と、こ
の光電変換部に接する領域に形成された電荷転送層、お
よび、この電荷転送層上にゲート絶縁膜を間にして形成
された電荷転送電極を含む電荷転送部とを備えたものの
方法であって、半導体基板内に電荷排出制御層を形成す
る工程と、電荷排出制御層の上に、前記光電変換部の深
部の一部を構成する電荷蓄積層を形成する工程と、電荷
蓄積層を形成した後にゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶
縁膜の上に電荷転送部の電荷転送電極を形成すると共
に、光電変換部の上方に受光用の開口部を形成する工程
とを含むものである。
According to the method of manufacturing a solid-state image pickup device of the present invention, a semiconductor substrate having a charge discharge control layer for controlling charge outflow to a deep portion and a charge discharge control layer of the semiconductor substrate are formed. A charge transfer including a photoelectric conversion part formed above, a charge transfer layer formed in a region in contact with the photoelectric conversion part, and a charge transfer electrode formed on the charge transfer layer with a gate insulating film interposed therebetween. Forming a charge discharge control layer in a semiconductor substrate, and forming a charge storage layer forming a part of a deep portion of the photoelectric conversion unit on the charge discharge control layer. And a gate insulating film is formed after forming the charge storage layer, the charge transfer electrode of the charge transfer portion is formed on the gate insulating film, and the light receiving opening is formed above the photoelectric conversion portion. It includes a process and

【0010】本発明による固体撮像素子は、深部への電
荷流出を制御する電荷排出制御層が形成された半導体基
板と、この半導体基板の前記電荷排出制御層の上方に形
成された光電変換部と、この光電変換部に接する領域に
形成された電荷転送層、および、この電荷転送層上にゲ
ート絶縁膜を間にして形成された電荷転送電極を含む電
荷転送部とを備えた固体撮像素子であって、電荷排出制
御層の上に前記光電変換部の深部の一部を構成する電荷
蓄積層を備えた構成を有している。
A solid-state image pickup device according to the present invention includes a semiconductor substrate having a charge discharge control layer for controlling charge discharge to a deep portion, and a photoelectric conversion unit formed above the charge discharge control layer of the semiconductor substrate. A solid-state imaging device comprising: a charge transfer layer formed in a region in contact with the photoelectric conversion section; and a charge transfer section including a charge transfer electrode formed on the charge transfer layer with a gate insulating film interposed therebetween. Therefore, it has a structure in which the charge storage layer forming a part of the deep portion of the photoelectric conversion portion is provided on the charge discharge control layer.

【0011】本発明による固体撮像素子およびその製造
方法では、電荷転送電極を形成する前に、電荷排出制御
層の上に、光電変換部の深部の一部を構成する電荷蓄積
層が形成され、半導体基板の深さ方向の不純物プロファ
イルが変調されることなく、なだらかに形成される。
In the solid-state imaging device and the manufacturing method thereof according to the present invention, before forming the charge transfer electrode, the charge storage layer forming a part of the deep portion of the photoelectric conversion portion is formed on the charge discharge control layer, The impurity profile in the depth direction of the semiconductor substrate is gently formed without being modulated.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】図1ないし図7は、本発明の一実施の形態
に係る固体撮像素子としてのCCD撮像素子の製造工程
を表すものである。なお、図1〜図3において、図
(B)は図(A)のA−A’線断面における不純物プロ
ファイルを表す。図5および図6において、図(A)は
図4のA−A’線断面における不純物プロファイル、図
(B)はB−B’線断面におけるポテンシャルプロファ
イルをそれぞれ表している。なお、A−A’線断面にお
いてゲート絶縁膜12は含まれない。なお、ここでは1
つの画素の構成領域を表している。
1 to 7 show manufacturing steps of a CCD image pickup device as a solid-state image pickup device according to an embodiment of the present invention. 1 to 3, FIG. 1B shows the impurity profile in the cross section taken along the line AA ′ of FIG. 5 and 6, FIG. 5A shows the impurity profile in the section taken along the line AA ′ of FIG. 4, and FIG. 5B shows the potential profile in the section taken along the line BB ′. The gate insulating film 12 is not included in the cross section taken along the line AA '. Here, 1
It represents the configuration area of one pixel.

【0014】まず、図1(A)に示したように、例えば
N型のシリコン(Si)よりなる半導体基板11を用意
する。この半導体基板11の上に、例えば熱酸化法によ
り厚さ5〜60nmのシリコン酸化膜(SiO2 )より
なるゲート絶縁膜12を形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a semiconductor substrate 11 made of, for example, N-type silicon (Si) is prepared. A gate insulating film 12 made of a silicon oxide film (SiO 2 ) having a thickness of 5 to 60 nm is formed on the semiconductor substrate 11 by, for example, a thermal oxidation method.

【0015】次に、例えばイオン注入法により、入射角
度0〜7度、加速電圧1〜5MeV、ドーズ量1×10
10〜1×1013cm-2の条件でホウ素(B)のイオンを
注入する。続いて、例えば900〜1000度、30〜
120分の条件でアニーリング(annealing )を行い、
イオン注入したホウ素を熱拡散させることにより、半導
体基板11の表面から深さ3〜7μm、厚さ1μm程度
のP- 型電荷排出制御層13を形成する。
Next, for example, by an ion implantation method, the incident angle is 0 to 7 degrees, the acceleration voltage is 1 to 5 MeV, and the dose is 1 × 10.
Boron (B) ions are implanted under the condition of 10 to 1 × 10 13 cm −2 . Then, for example, 900 to 1000 degrees, 30 to
Annealing for 120 minutes,
By thermally diffusing the ion-implanted boron, the P type charge discharge control layer 13 having a depth of 3 to 7 μm and a thickness of about 1 μm is formed from the surface of the semiconductor substrate 11.

【0016】次いで、例えばイオン注入法により、例え
ば入射角度0〜7度、加速電圧500keV〜5Me
V、ドーズ量1×1011〜1×1013cm-2の条件でヒ
素(As)のイオンを注入する。次に、900〜100
0度、30〜120分の条件でアニーリングを行い、イ
オン注入したヒ素を熱拡散させることにより、P- 型電
荷排出制御層13の上に、厚さ1〜5μmのN型電荷蓄
積層14を形成する。このN型電荷蓄積層14は光電変
換部の深部の一部となる。このとき、上述のようにイオ
ン注入条件および加熱条件を適宜選択することによっ
て、半導体基板11の深さ方向の不純物プロファイル
が、図1(B)に示したように、なだらかに形成され
る。なお、N型電荷蓄積層14は、本発明の「電荷蓄積
層」の一具体例に対応している。
Next, for example, by an ion implantation method, for example, an incident angle of 0 to 7 degrees and an acceleration voltage of 500 keV to 5 Me.
Arsenic (As) ions are implanted under the conditions of V and a dose amount of 1 × 10 11 to 1 × 10 13 cm −2 . Next, 900-100
Annealing is performed at 0 ° C. for 30 to 120 minutes to thermally diffuse the ion-implanted arsenic to form an N-type charge storage layer 14 having a thickness of 1 to 5 μm on the P -type charge discharge control layer 13. Form. The N-type charge storage layer 14 becomes a part of the deep part of the photoelectric conversion part. At this time, by appropriately selecting the ion implantation conditions and the heating conditions as described above, the impurity profile in the depth direction of the semiconductor substrate 11 is gently formed as shown in FIG. The N-type charge storage layer 14 corresponds to a specific but not limitative example of “charge storage layer” in the present invention.

【0017】次いで、図2(A)に示したように、例え
ば、リソグラフィ法を用いて、第1のフォトレジスト膜
(図示せず)を形成し、この第1のフォトレジスト膜を
マスク(第1のマスク)として、例えばイオン注入法に
より、入射角度0〜7度、加速電圧600keV程度、
ドーズ量1×1011〜1×1013cm-2の条件でホウ素
のイオンを注入する。なお、このホウ素イオンを注入す
る際、N型電荷蓄積層14の一部を補償するため、ホウ
素イオンの濃度を増加させなければいけない。次に、例
えば900〜1000度、30〜120分の条件でアニ
ーリングを行い、ホウ素を熱拡散させることにより、半
導体基板11表面から深さ1μm程度、厚さ1μm程度
のP型電荷転送部下層15を形成する。
Next, as shown in FIG. 2A, a first photoresist film (not shown) is formed by using, for example, a lithography method, and the first photoresist film is used as a mask (first). 1 mask), an incident angle of 0 to 7 degrees, an acceleration voltage of about 600 keV,
Boron ions are implanted under the condition of a dose amount of 1 × 10 11 to 1 × 10 13 cm -2 . When implanting this boron ion, the concentration of the boron ion must be increased in order to compensate a part of the N-type charge storage layer 14. Next, for example, annealing is performed under conditions of 900 to 1000 ° C. for 30 to 120 minutes, and boron is thermally diffused to form a P-type charge transfer portion lower layer 15 having a depth of about 1 μm and a thickness of about 1 μm from the surface of the semiconductor substrate 11. To form.

【0018】続いて、第1のフォトレジスト膜をマスク
として、P型電荷転送部下層15の上方に、例えばイオ
ン注入法により、入射角度0〜7度、加速電圧300k
eV程度、ドーズ量1×1011〜1×1013cm-2の条
件でヒ素(As)のイオンを注入する。このようにヒ素
イオンを注入した後、例えば900〜1000度、30
〜120分の条件でアニーリングを行い、ヒ素を熱拡散
させることにより、半導体基板11の表面とP型電荷転
送部下層15との間に、厚さ数百nm程度のN型電荷転
送層16を形成する。
Then, using the first photoresist film as a mask, an incident angle of 0 to 7 degrees and an acceleration voltage of 300 k are formed above the P-type charge transfer section lower layer 15 by, for example, an ion implantation method.
Arsenic (As) ions are implanted under the conditions of about eV and a dose amount of 1 × 10 11 to 1 × 10 13 cm −2 . After implanting arsenic ions in this manner, for example, 900 to 1000 degrees, 30
Annealing is performed for about 120 minutes to thermally diffuse arsenic, thereby forming an N-type charge transfer layer 16 having a thickness of about several hundred nm between the surface of the semiconductor substrate 11 and the P-type charge transfer section lower layer 15. Form.

【0019】第1のフォトレジスト膜を除去した後、リ
ソグラフィ法を用いて、第2のフォトレジスト膜(図示
せず)を形成し、この第2のフォトレジスト膜をマスク
(第2のマスク)として、例えばイオン注入法により、
ホウ素のイオンを注入する。このようにホウ素イオンを
注入した後、アニーリングを行い、ホウ素を熱拡散させ
ることにより、隣接する画素のN型電荷転送層16に接
する領域に、P型画素分離層17を形成する。このと
き、半導体基板11の深さ方向の不純物プロファイル
は、図2(B)のように形成されている。
After removing the first photoresist film, a second photoresist film (not shown) is formed by a lithography method, and the second photoresist film is used as a mask (second mask). As, for example, by the ion implantation method,
Implant boron ions. After implanting boron ions in this way, annealing is performed to thermally diffuse boron, thereby forming a P-type pixel separation layer 17 in a region in contact with the N-type charge transfer layer 16 of an adjacent pixel. At this time, the impurity profile in the depth direction of the semiconductor substrate 11 is formed as shown in FIG.

【0020】第2のフォトレジスト膜を除去した後、図
3(A)に示したように、例えばCVD法により、ゲー
ト絶縁膜12の上に、厚さ100〜600nmの多結晶
シリコンよりなる導電膜(図示せず)を形成する。次
に、リソグラフィ法を用いて、第3のフォトレジスト膜
(図示せず)を形成し、この第3のフォトレジスト膜を
マスクとして導電膜のエッチングを行うことにより電荷
転送電極18と共に受光用の開口部18Aを形成する。
この開口部18Aの下には、後述のように光電変換部が
形成される。なお、電荷転送電極18は単層構造として
もよく、あるいは積層構造としてもよい。
After removing the second photoresist film, as shown in FIG. 3A, a conductive film made of polycrystalline silicon having a thickness of 100 to 600 nm is formed on the gate insulating film 12 by, for example, the CVD method. Form a film (not shown). Next, a third photoresist film (not shown) is formed by a lithographic method, and the conductive film is etched by using this third photoresist film as a mask, so that the third photoresist film and the charge transfer electrode 18 as well as the light receiving electrode are formed. The opening 18A is formed.
A photoelectric conversion unit is formed below the opening 18A as described later. The charge transfer electrode 18 may have a single layer structure or a laminated structure.

【0021】この電荷転送電極18を形成する工程にお
いて、電荷転送電極18に不純物を導入したり、電極を
積層構造にする場合に酸化膜を形成したりする必要があ
る。この際に、高温の加熱工程が必要となった場合に
は、本実施の形態では、N型電荷蓄積層14を形成する
際に行ったイオン注入およびアニーリングのそれぞれの
条件を適宜選択したので、不純物拡散が、半導体基板1
1の水平方向、深さ方向ともに、P- 型電荷排出制御層
13、N型電荷蓄積層14、P型電荷転送部下層15、
N型電荷転送層16およびP型画素分離層17で等しく
起こって、各層で相対的な不純物の濃度比は変化しな
い。一方、低温の加熱工程が必要となった場合には、半
導体基板11の深さ方向の不純物拡散は、N型電荷蓄積
層14を形成した際に既に決定されているため、不純物
プロファイルは、二次元あるいは三次元の変調を受けに
くくなっている。以上により、不純物プロファイルは、
図3(B)に示したように、深さ方向になだらかに形成
される。
In the step of forming the charge transfer electrode 18, it is necessary to introduce impurities into the charge transfer electrode 18 and to form an oxide film when the electrode has a laminated structure. At this time, if a high temperature heating step is required, in the present embodiment, the respective conditions of ion implantation and annealing performed when forming the N-type charge storage layer 14 are appropriately selected. Impurity diffusion is semiconductor substrate 1
In both the horizontal direction and the depth direction of 1, the P type charge discharge control layer 13, the N type charge storage layer 14, the P type charge transfer section lower layer 15,
The same occurs in the N-type charge transfer layer 16 and the P-type pixel separation layer 17, and the relative impurity concentration ratio in each layer does not change. On the other hand, when a low-temperature heating process is required, the impurity diffusion in the depth direction of the semiconductor substrate 11 is already determined when the N-type charge storage layer 14 is formed, and therefore the impurity profile is two. It is less susceptible to three-dimensional or three-dimensional modulation. From the above, the impurity profile is
As shown in FIG. 3B, it is formed gently in the depth direction.

【0022】このようにして、N型電荷転送層16、お
よび、ゲート絶縁膜12を間にして形成された電荷転送
電極18により電荷転送部10Bが形成される。この電
荷転送部10Bは、光電変換部の列毎に設けられる垂直
転送部、および、この列毎に設けられた複数の垂直転送
部と垂直に接続された水平転送部からなる。電荷転送部
10Bでは、光電変換部から信号電荷が垂直転送部のN
型電荷転送層に読み出され、隣接する画素のN型電荷転
送層を次々に通ることにより水平転送部のN型電荷転送
層に転送される。
In this way, the N-type charge transfer layer 16 and the charge transfer electrode 18 formed with the gate insulating film 12 in between form a charge transfer portion 10B. The charge transfer unit 10B includes a vertical transfer unit provided for each column of the photoelectric conversion units, and a horizontal transfer unit vertically connected to the plurality of vertical transfer units provided for each column. In the charge transfer unit 10B, the signal charge from the photoelectric conversion unit is transferred to the N of the vertical transfer unit.
The charges are read out to the N-type charge transfer layer and transferred to the N-type charge transfer layer of the horizontal transfer unit by successively passing through the N-type charge transfer layers of the adjacent pixels.

【0023】第3のフォトレジスト膜を除去した後、図
4に示したように、電荷転送電極18をマスクとして、
例えばイオン注入法により、入射角度0〜15度、加速
電圧1MeV程度、ドーズ量1×1013cm-2程度の条
件で、開口部18Aを介してヒ素のイオンを注入する。
このようにヒ素イオンを注入した後、例えば900度程
度、30分程度の条件でアニーリングを行い、ヒ素を熱
拡散させることにより、N型電荷蓄積層14と自己整合
的に、半導体基板11表面から深さ1μm程度のN型電
荷蓄積層19を形成する。なお、N型電荷蓄積層19
は、本発明の「他の電荷蓄積層」の一具体例に対応して
いる。
After removing the third photoresist film, the charge transfer electrode 18 is used as a mask as shown in FIG.
For example, by an ion implantation method, arsenic ions are implanted through the opening 18A under the conditions of an incident angle of 0 to 15 degrees, an acceleration voltage of about 1 MeV, and a dose of about 1 × 10 13 cm -2 .
After implanting arsenic ions in this way, annealing is performed under conditions of, for example, about 900 ° C. and about 30 minutes to thermally diffuse arsenic, thereby self-aligning with the N-type charge storage layer 14 from the surface of the semiconductor substrate 11. The N-type charge storage layer 19 having a depth of about 1 μm is formed. The N-type charge storage layer 19
Corresponds to a specific example of "another charge storage layer" of the invention.

【0024】続いて、電荷転送電極18をマスクとし
て、例えばイオン注入法により、入射角度0〜30度、
加速電圧100keV程度、ドーズ量1×1014cm-2
程度の条件で、開口部18Aを介してホウ素のイオンを
注入する。このようにホウ素イオンを注入した後、例え
ば900度、30分程度の条件でアニーリングを行い、
ホウ素を熱拡散させることにより、N型電荷蓄積層19
と自己整合的に、半導体基板11表面から深さ数百nm
程度のP+ 型表面層20を形成する。以上のようにし
て、N型電荷蓄積層19およびP+ 型表面層20からな
る光電変換部10A、電荷転送電極18で光電変換部1
0Aと垂直転送部との間の領域でP型画素分離層17が
形成されていない側からなる読出しゲート部10Cが形
成される。なお、この光電変換部10Aを形成する工程
で、光電変換部10Aでの最大電位(ポテンシャル)が
決定される。
Then, using the charge transfer electrode 18 as a mask, the incident angle is 0 to 30 degrees by, for example, an ion implantation method.
Accelerating voltage of 100 keV, Dose amount 1 × 10 14 cm -2
Boron ions are implanted through the opening 18A under moderate conditions. After implanting boron ions in this way, annealing is performed, for example, at 900 ° C. for about 30 minutes,
By thermally diffusing boron, the N-type charge storage layer 19
Several hundred nm deep from the surface of the semiconductor substrate 11 in self-alignment with
The P + type surface layer 20 is formed to a certain degree. As described above, the photoelectric conversion portion 10A including the N-type charge storage layer 19 and the P + -type surface layer 20 and the photoelectric transfer portion 1 includes the charge transfer electrode 18.
A read gate section 10C is formed in a region between 0A and the vertical transfer section, the read gate section 10C including the side on which the P-type pixel separation layer 17 is not formed. In addition, in the step of forming the photoelectric conversion unit 10A, the maximum potential (potential) in the photoelectric conversion unit 10A is determined.

【0025】このとき、半導体基板11の深さ方向の不
純物プロファイルは、図5(A)に示したように、なだ
らかに形成されて、電界強度が小さくなる。よって、半
導体基板11の深さ方向のポテンシャルプロファイル
は、図5(B)に示したように、なだらかになり、空乏
層が伸張される。一方、半導体基板11の水平方向の不
純物プロファイルは、図6(A)に示したように、急峻
に形成されて、電界強度が大きくなる。よって、半導体
基板11の水平方向のポテンシャルプロファイルは、図
6(B)に示したように、二次元あるいは三次元に変調
されずに、急峻となる。
At this time, the impurity profile in the depth direction of the semiconductor substrate 11 is formed gently as shown in FIG. 5A, and the electric field strength is reduced. Therefore, the potential profile of the semiconductor substrate 11 in the depth direction becomes gentle as shown in FIG. 5B, and the depletion layer is expanded. On the other hand, the impurity profile in the horizontal direction of the semiconductor substrate 11 is steeply formed as shown in FIG. 6A, and the electric field strength increases. Therefore, the potential profile of the semiconductor substrate 11 in the horizontal direction becomes steep without being modulated in two dimensions or three dimensions, as shown in FIG.

【0026】次に、図7に示したように、電荷転送電極
18を覆うようにして、ゲート絶縁膜12の上に、例え
ばシリコン窒化膜(Si3 4 )よりなる厚さ100n
m程度の絶縁膜21、例えばタングステン(W)よりな
る厚さ100nm程度の遮光膜22、例えばシリコン窒
化膜よりなる厚さ3μm程度の絶縁膜23、カラーフィ
ルタ層24、保護膜(図示せず)および集光レンズ25
を順次形成するとCCD撮像素子10が完成する。
Next, as shown in FIG. 7, a thickness of 100 n made of, for example, a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) is formed on the gate insulating film 12 so as to cover the charge transfer electrode 18.
m insulating film 21, for example, a light shielding film 22 made of tungsten (W) having a thickness of about 100 nm, an insulating film 23 made of, for example, a silicon nitride film having a thickness of about 3 μm, a color filter layer 24, a protective film (not shown). And condenser lens 25
Then, the CCD image pickup device 10 is completed.

【0027】このCCD撮像素子10では、集光レンズ
25を通して光が光電変換部10Aに入射すると、光電
変換によって信号電荷が発生する。この信号電荷が、読
出しゲート部10Cに電圧が印加されることにより、垂
直転送部のN型電荷転送層に読み出される。読み出され
た信号電荷は、電荷転送電極18に所定の周期毎にパル
ス電圧が印加されて隣接する画素のN型電荷転送層を次
々に通ることにより、垂直転送部と垂直に接続された電
荷転送部の水平転送部に転送される。最後に、この水平
転送部に転送された信号電荷は、水平転送部に接続され
た出力端子(図示せず)まで運ばれて映像信号として出
力される。
In the CCD image pickup device 10, when light enters the photoelectric conversion portion 10A through the condenser lens 25, signal charges are generated by photoelectric conversion. The signal charges are read to the N-type charge transfer layer of the vertical transfer unit by applying a voltage to the read gate unit 10C. A pulse voltage is applied to the charge transfer electrode 18 at a predetermined cycle, and the read signal charges pass through the N-type charge transfer layers of adjacent pixels one after another, whereby the charge is vertically connected to the vertical transfer unit. The data is transferred to the horizontal transfer unit of the transfer unit. Finally, the signal charges transferred to the horizontal transfer section are carried to an output terminal (not shown) connected to the horizontal transfer section and output as a video signal.

【0028】このように本実施の形態では、電荷転送電
極18を形成する前に、P- 型電荷排出制御層13上
に、イオン注入条件および加熱条件を適宜選択して、不
純物プロファイルが半導体基板11の深さ方向になだら
かとなるように、一部が光電変換部10Aの深部を構成
するN型電荷蓄積層14を形成するようにした。これに
より、半導体基板11の深さ方向において電界強度が小
さくなって、光電変換部10Aの空乏層領域が伸張され
る。よって、実効的に光電変換部10Aの体積が大きく
なるので、光電変換によって発生した信号電荷を有効に
電荷蓄積領域に蓄積することができる。また、半導体基
板11の電位を変化させても、P- 型電荷排出制御層1
3のポテンシャルバリアの追従性が向上する。従って、
素子の高感度化を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, before the charge transfer electrode 18 is formed, the ion implantation conditions and the heating conditions are appropriately selected on the P type charge discharge control layer 13 so that the impurity profile has a semiconductor substrate. The N-type charge storage layer 14 that partially forms the deep portion of the photoelectric conversion unit 10A is formed so as to be gentle in the depth direction of 11. As a result, the electric field strength decreases in the depth direction of the semiconductor substrate 11, and the depletion layer region of the photoelectric conversion unit 10A expands. Therefore, the volume of the photoelectric conversion unit 10A is effectively increased, so that the signal charges generated by the photoelectric conversion can be effectively accumulated in the charge accumulation region. Further, even if the potential of the semiconductor substrate 11 is changed, the P type charge discharge control layer 1
The followability of the potential barrier of 3 is improved. Therefore,
Higher sensitivity of the device can be achieved.

【0029】また、N型電荷蓄積層14を形成した後、
N型電荷転送層16およびP型画素分離層17を形成す
るようにしたので、半導体基板11の水平方向の電界強
度が大きくなって、N型電荷転送層16の静電蓄積容量
が増加し、一電極当たりの最大転送電荷量が増大される
と共に、P型画素分離領域17等を小さくすることが可
能となる。従って、更に素子の高感度化が図ることがで
きると共に、微細化も図ることが可能となる。
After forming the N-type charge storage layer 14,
Since the N-type charge transfer layer 16 and the P-type pixel separation layer 17 are formed, the electric field strength in the horizontal direction of the semiconductor substrate 11 increases, and the electrostatic storage capacitance of the N-type charge transfer layer 16 increases. It is possible to increase the maximum transfer charge amount per one electrode and reduce the size of the P-type pixel isolation region 17 and the like. Therefore, the sensitivity of the device can be further increased and the device can be miniaturized.

【0030】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態で
は、電荷転送電極18をマスクとして、光電変換部10
Aを構成するN型電荷蓄積層19およびP+ 表面層20
を形成するためにイオン注入を行ったが、リソグラフィ
法により形成したマスクを用いてイオン注入を行っても
よい。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the photoelectric transfer unit 10 is used with the charge transfer electrode 18 as a mask.
N-type charge storage layer 19 and P + surface layer 20 constituting A
Although ion implantation was performed to form the film, ion implantation may be performed using a mask formed by a lithography method.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1および2
記載の固体撮像素子の製造方法によれば、電荷転送電極
を形成する前に、イオン注入条件および加熱条件を適宜
選択して、不純物プロファイルが半導体基板の深さ方向
になだらかとなるように、電荷排出制御層上に、一部が
光電変換部の深部を構成する電荷蓄積層を形成するよう
にしたので、半導体基板の深さ方向において電界強度が
小さくなって、光電変換部の空乏層領域が伸張される。
よって、実効的に光電変換部の体積が大きくなり、光電
変換によって発生した信号電荷を有効に電荷蓄積領域に
蓄積することができる。また、半導体基板の電位を変化
させても、電荷排出制御層のポテンシャルバリアの追従
性が向上する。従って、素子の高感度化を図ることがで
きる。
As described above, according to the first and second aspects.
According to the method for manufacturing a solid-state imaging device described above, before forming the charge transfer electrode, the ion implantation conditions and the heating conditions are appropriately selected so that the impurity profile becomes gentle in the depth direction of the semiconductor substrate. Since the charge storage layer partially forming the deep portion of the photoelectric conversion portion is formed on the emission control layer, the electric field strength becomes small in the depth direction of the semiconductor substrate, and the depletion layer region of the photoelectric conversion portion is reduced. Stretched.
Therefore, the volume of the photoelectric conversion portion is effectively increased, and the signal charges generated by the photoelectric conversion can be effectively accumulated in the charge accumulation region. Further, even if the potential of the semiconductor substrate is changed, the followability of the potential barrier of the charge emission control layer is improved. Therefore, high sensitivity of the device can be achieved.

【0032】特に、請求項2記載の固体撮像素子の製造
方法によれば、電荷蓄積層を形成した後、電荷転送部下
層、電荷転送層および画素分離層を形成するようにした
ので、半導体基板の水平方向の電界強度が大きくなり、
電荷転送層の静電蓄積容量が増加して、一電極当たりの
最大転送電荷量が増大されると共に、画素分離層等を小
さくすることが可能となる。従って、更に素子の高感度
化が図ることができると共に、微細化も図ることが可能
となる。
In particular, according to the method of manufacturing a solid-state image sensor according to the second aspect, since the charge transfer layer lower layer, the charge transfer layer and the pixel separation layer are formed after the charge storage layer is formed, the semiconductor substrate is formed. The electric field strength in the horizontal direction of
The electrostatic storage capacity of the charge transfer layer is increased, the maximum transfer charge amount per one electrode is increased, and the pixel separation layer and the like can be reduced in size. Therefore, the sensitivity of the device can be further increased and the device can be miniaturized.

【0033】また、請求項3および4記載の固体撮像素
子によれば、電荷排出制御層の上に光電変換部深部の一
部を構成する電荷蓄積層と、電荷蓄積層と電荷転送電極
の開口部との間に形成され、光電変換部を構成する他の
電荷蓄積層とを備えるようにしたので、半導体基板の深
さ方向において、不純物プロファイルをなだらかに形成
し、電界強度を小さくすることができ、光電変換部の空
乏層領域を伸張することが可能になる。また、半導体基
板の水平方向においては、不純物プロファイルを急峻に
形成でき、電界強度を大きくすることが可能になる。よ
って、半導体基板の深さ方向では、実効的に光電変換部
の体積が大きくなり、光電変換によって発生した信号電
荷を有効に電荷蓄積領域に蓄積することができる。ま
た、半導体基板の電位を変化させても、電荷排出制御層
のポテンシャルバリアの追従性が向上する。他方、半導
体基板の水平方向においては、電界強度が大きくなっ
て、電荷転送層の静電蓄積容量が増加し、一電極当たり
の最大転送電荷量が増大されると共に、画素分離層等を
小さくすることが可能となり、素子の高感度化が図るこ
とができると共に、微細化も図ることが可能となる。
Further, according to the third and fourth aspects of the solid-state imaging device, the charge storage layer forming a part of the deep portion of the photoelectric conversion portion on the charge discharge control layer, and the openings of the charge storage layer and the charge transfer electrode. And the other charge storage layer that forms the photoelectric conversion portion and is formed between the semiconductor substrate and the semiconductor layer, it is possible to form an impurity profile gently in the depth direction of the semiconductor substrate and reduce the electric field strength. Therefore, the depletion layer region of the photoelectric conversion unit can be expanded. Further, in the horizontal direction of the semiconductor substrate, the impurity profile can be formed steeply, and the electric field strength can be increased. Therefore, the volume of the photoelectric conversion portion is effectively increased in the depth direction of the semiconductor substrate, and the signal charges generated by the photoelectric conversion can be effectively accumulated in the charge accumulation region. Further, even if the potential of the semiconductor substrate is changed, the followability of the potential barrier of the charge emission control layer is improved. On the other hand, in the horizontal direction of the semiconductor substrate, the electric field strength increases, the electrostatic storage capacity of the charge transfer layer increases, the maximum transfer charge amount per electrode increases, and the pixel separation layer and the like become smaller. This makes it possible to increase the sensitivity of the device and reduce the size of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係る固体撮像素子の製
造方法を説明するための図であり、(A)は工程図、
(B)は半導体基板の深さ方向の不純物プロファイル図
である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a method for manufacturing a solid-state image sensor according to an embodiment of the present invention, in which (A) is a process chart,
(B) is an impurity profile diagram in the depth direction of the semiconductor substrate.

【図2】(A)は図1(A)に続く工程を説明するため
の図、(B)は(A)の半導体基板の深さ方向の不純物
プロファイル図である。
2A is a diagram for explaining a step following FIG. 1A, and FIG. 2B is an impurity profile diagram in the depth direction of the semiconductor substrate of FIG.

【図3】(A)は図2(A)に続く工程を説明するため
の図、(B)は(A)の半導体基板の深さ方向の不純物
プロファイル図である。
3A is a diagram for explaining a process following FIG. 2A, and FIG. 3B is an impurity profile diagram in the depth direction of the semiconductor substrate of FIG.

【図4】図3(A)に続く工程を説明するための工程図
である。
FIG. 4 is a process drawing for explaining the process following FIG.

【図5】(A)は図4の半導体基板の深さ方向の不純物
プロファイル、(B)は図4の半導体基板の深さ方向の
ポテンシャルプロファイルを説明するための図である。
5A is a diagram for explaining an impurity profile in the depth direction of the semiconductor substrate of FIG. 4, and FIG. 5B is a diagram for explaining a potential profile of the semiconductor substrate in FIG. 4 in the depth direction.

【図6】(A)は図5の半導体基板の水平方向の不純物
プロファイル、(B)は図4の半導体基板の水平方向の
ポテンシャルプロファイルを説明するための図である。
6A is a diagram for explaining a horizontal impurity profile of the semiconductor substrate of FIG. 5, and FIG. 6B is a diagram for explaining a horizontal potential profile of the semiconductor substrate of FIG.

【図7】図5に続く工程を説明するための工程図であ
る。
FIG. 7 is a process diagram for explaining a process following the process in FIG.

【図8】(A)は従来の固体撮像素子を説明するための
断面図、(B)は半導体基板の深さ方向の不純物プロフ
ァイルを説明するための図である。
FIG. 8A is a sectional view for explaining a conventional solid-state imaging device, and FIG. 8B is a view for explaining an impurity profile in a depth direction of a semiconductor substrate.

【図9】従来の固体撮像素子の不純物プロファイルおよ
びポテンシャルプロファイルを説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a diagram for explaining an impurity profile and a potential profile of a conventional solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・ CCD撮像素子、10A・・・ 光電変換部、10
B・・・ 電荷転送部、10C・・・ 読出しゲート部、11・・
・ 半導体基板、12・・・ ゲート絶縁膜、13・・・ P-
電荷排出制御層、14,19・・・ N型電荷蓄積層、15
・・・ P型電荷転送部下層、16・・・ N型電荷転送層、1
7・・・ P型画素分離層、18・・・ 電荷転送電極、18A
・・・ 開口部、20・・・ P+ 型表面層、21,23・・・ 絶
縁膜、22・・・ 遮光膜、24・・・ カラーフィルタ層、2
5・・・ 集光レンズ
10 ... CCD image pickup device, 10A ... Photoelectric conversion unit, 10
B ... Charge transfer section, 10C ... Read gate section, 11 ...
-Semiconductor substrate, 12 ... Gate insulating film, 13 ... P - type charge discharge control layer, 14, 19 ... N-type charge storage layer, 15
... P-type charge transfer layer lower layer, 16 ... N-type charge transfer layer, 1
7 ... P-type pixel separation layer, 18 ... Charge transfer electrode, 18A
... Openings, 20 ... P + type surface layers 21, 23 ... Insulating films, 22 ... Light-shielding films, 24 ... Color filter layers, 2
5 ... Condensing lens

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 深部への電荷流出を制御する電荷排出制
御層が形成された半導体基板と、この半導体基板で前記
電荷排出制御層の上方に形成された光電変換部と、この
光電変換部に接する領域に形成された電荷転送層、およ
び、この電荷転送層上にゲート絶縁膜を間にして形成さ
れた電荷転送電極を含む電荷転送部とを備えた固体撮像
素子の製造方法であって、 前記半導体基板内に電荷排出制御層を形成する工程と、 前記電荷排出制御層の上に、前記光電変換部の深部の一
部を構成する電荷蓄積層を形成する工程と、 前記電荷蓄積層を形成した後にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜の上に前記電荷転送部の電荷転送電極
を形成すると共に、前記光電変換部の上方に受光用の開
口部を形成する工程とを含むことを特徴とする固体撮像
素子の製造方法。
1. A semiconductor substrate on which a charge discharge control layer for controlling charge discharge to a deep portion is formed, a photoelectric conversion unit formed on the semiconductor substrate above the charge discharge control layer, and a photoelectric conversion unit on the photoelectric conversion unit. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a charge transfer layer formed in a contact region; and a charge transfer section including a charge transfer electrode formed on the charge transfer layer with a gate insulating film interposed therebetween, Forming a charge discharge control layer in the semiconductor substrate; forming a charge storage layer forming a part of a deep portion of the photoelectric conversion unit on the charge discharge control layer; After forming the gate insulating film,
Forming a charge transfer electrode of the charge transfer section on the gate insulating film, and forming an opening for light reception above the photoelectric conversion section. .
【請求項2】 前記電荷蓄積層を形成した後、第1のマ
スクを形成し、この第1のマスクを用いて、前記電荷転
送部の下方に電荷転送部下層を形成する工程と、 前記電荷転送部下層と半導体基板の表面との間に電荷転
送層を形成する工程と、 前記第1のマスクを除去した後、第2のマスクを形成
し、この第2のマスクを用いて、前記電荷転送層に接す
る領域に、隣接する画素間を分離するための画素分離層
を形成する工程と、 前記電荷転送電極を形成した後、前記電荷転送電極をマ
スクとして、前記光電変換部の浅部を構成する、前記電
荷蓄積層とは異なる他の電荷蓄積層を形成する工程と、 前記他の電荷蓄積層を形成した後、前記電荷転送電極を
マスクとして、前記他の電荷蓄積層の上に、前記光電変
換部の浅部を構成する表面層を形成する工程とを含むこ
とを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子の製造方
法。
2. A step of forming a first mask after forming the charge storage layer, and using the first mask to form a charge transfer section lower layer below the charge transfer section; Forming a charge transfer layer between the lower layer of the transfer section and the surface of the semiconductor substrate; and removing the first mask, forming a second mask, and using the second mask to form the charge A step of forming a pixel separation layer for separating adjacent pixels in a region in contact with the transfer layer; and, after forming the charge transfer electrode, using the charge transfer electrode as a mask, removing the shallow portion of the photoelectric conversion unit. Constituting, forming another charge storage layer different from the charge storage layer, and, after forming the other charge storage layer, using the charge transfer electrode as a mask, on the other charge storage layer, Form a surface layer that constitutes the shallow part of the photoelectric conversion part Method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, characterized in that it comprises a that step.
【請求項3】 深部への電荷流出を制御する電荷排出制
御層が形成された半導体基板と、この半導体基板の前記
電荷排出制御層の上方に形成された光電変換部と、この
光電変換部に接する領域に形成された電荷転送層、およ
び、この電荷転送層上にゲート絶縁膜を間にして形成さ
れた電荷転送電極を含む電荷転送部とを備えた固体撮像
素子であって、 前記電荷排出制御層の上に前記光電変換部の深部の一部
を構成する電荷蓄積層を備えたことを特徴とする固体撮
像素子。
3. A semiconductor substrate on which a charge discharge control layer for controlling charge discharge to a deep portion is formed, a photoelectric conversion unit formed on the semiconductor substrate above the charge discharge control layer, and a photoelectric conversion unit on the photoelectric conversion unit. A solid-state imaging device comprising: a charge transfer layer formed in a region in contact with the charge transfer layer; and a charge transfer section including a charge transfer electrode formed on the charge transfer layer with a gate insulating film interposed therebetween. A solid-state imaging device comprising a charge storage layer forming a part of a deep portion of the photoelectric conversion unit on the control layer.
【請求項4】 前記電荷蓄積層と前記電荷転送電極の開
口部との間に形成され、前記光電変換部の浅部を構成す
る、前記電荷蓄積層とは異なる他の電荷蓄積層と、 前記他の電荷蓄積層と前記電荷転送電極の開口部との間
に形成され、前記光電変換部の浅部を構成する表面層と
を備えたことを特徴とする請求項3記載の固体撮像素
子。
4. A charge storage layer different from the charge storage layer, which is formed between the charge storage layer and the opening of the charge transfer electrode and constitutes a shallow portion of the photoelectric conversion unit, The solid-state imaging device according to claim 3, further comprising: a surface layer that is formed between another charge storage layer and an opening of the charge transfer electrode and that forms a shallow portion of the photoelectric conversion unit.
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